自2020年下半年開始,芯片短缺已經(jīng)成為半導體行業(yè)的主旋律,究其原因在于新冠疫情期間越來越多人需要在家工作和學習,導致市場對智能手機等消費類電子產(chǎn)品需求急速上升,并且蔓延至手機外的PC、游戲機甚至汽車產(chǎn)業(yè)。
據(jù)外媒報道,美國商務部長吉娜·雷蒙多(Gina Raimondo)計劃于5月20日與受全球半導體短缺影響的企業(yè)舉行會議,討論導致減產(chǎn)的芯片短缺問題。她表示,芯片短缺是今年4月份汽車業(yè)裁員2.7萬人的原因之一。
今年2月份,美國政府曾下令對半導體供應鏈進行審查,以找出美國制造能力的缺口。3月底,美國政府提出了一個2萬億美元的龐大基礎建設計劃,其中包括呼吁提供500億美元的資金,專門用來支持美國本土半導體產(chǎn)業(yè)。
全球65家晶片制造商與上下游廠商5月11日宣布組成「美國半導體聯(lián)盟」(Semiconductors in American Coalition,SIAC),成員除了包括蘋果、高通及英特爾等美國科技大廠,還有臺灣的臺積電與聯(lián)發(fā)科等,將支持美國推動半導體制造與研發(fā)。
美國總統(tǒng)拜登已經(jīng)宣布延長前總統(tǒng)特朗普2019年簽署的行政命令,繼續(xù)禁止美國企業(yè)使用那些存在國家安全風險企業(yè)所生產(chǎn)的通訊設備,主要針對目標依然是華為。
在中美競爭的波云詭秘當中,全球供應鏈不可避免遭受影響,在未來供應鏈的重構和安全又如何拿捏,最終又會呈現(xiàn)何種變化?
缺芯,既是天災也是人禍
戴爾創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官Michael Dell近期在接受采訪時表示,全球半導體短缺對電腦制造商構成挑戰(zhàn),同時,這種短缺可能將持續(xù)數(shù)年。因疫情帶動宅經(jīng)濟增長,電子設備需求激增,加上中美貿(mào)易戰(zhàn)持續(xù),科技公司囤積芯片導致芯片供應出現(xiàn)短缺,最終影響從汽車到電腦和智能手機等各類產(chǎn)品的產(chǎn)量。
針對車用芯片缺貨,美國總統(tǒng)拜登方面已經(jīng)計劃提供500億美元資金去重新構建美國的半導體供應鏈,可是半年、一年甚至兩三年內并不會立刻看到成效,因此美國就業(yè)市場會持續(xù)受到影響,尤其是汽車業(yè)裁員已經(jīng)達到了2.7萬人之多。
一名半導體行業(yè)觀察人員郭明(化名)告訴記者:“車用芯片缺貨主要是由于車廠或者主機廠商對于2021年汽車市場需求的錯誤預估。”
2020年的全球汽車銷量只有5600萬輛,相比前一年的2019年減幅達到了14%,因此大部分車廠都嚴重低估了2021年的需求量。郭明表示:“汽車的生產(chǎn)流程追求0庫存的策略,有多少訂單就決定了其生產(chǎn)的規(guī)模,不過半導體卻并不是如此,其需要提早至少一季度下單。”
“市場需求的快速上升便配合不上半導體排產(chǎn)生產(chǎn)的節(jié)奏,這就導致汽車芯片的嚴重缺貨。加上后面下單的汽車芯片排序已經(jīng)比較靠后,前面消費電子的單需要先消化,而且晶圓代工廠也更愿意生產(chǎn)利潤更高的消費電子芯片。”郭明道出原因。
半導體目前出現(xiàn)的供需不平衡實際在多個行業(yè)都是普遍存在的,面對庫存和采購,每個企業(yè)都想把庫存降到最低,以減輕壓力??墒且?G和5G手機的出現(xiàn)舉例,在當初剛剛鋪設新一代4G或者5G網(wǎng)絡的時候,廠商并不清楚市場準確的需求有多少,因此大部分廠商在剛開始備貨的時候不敢過于冒險,而是逐漸隨著市場的變動再計劃,這里面便會出現(xiàn)供需的不平衡,這是常態(tài)。只不過目前半導體里面出現(xiàn)了極大的供需不平衡,被不斷放大。
郭明認為,目前半導體行業(yè)出現(xiàn)缺貨的嚴重供需不平衡現(xiàn)象,主要是天災和人禍。天災毫無疑問是2020年初爆發(fā)的新冠疫情,導致全球失序。人禍便是從2018年開始,特朗普開始發(fā)動貿(mào)易戰(zhàn)開始。
“當特朗普開啟貿(mào)易戰(zhàn)后,實際產(chǎn)業(yè)界里面都在戰(zhàn)戰(zhàn)兢兢,并不清楚中美的變化走向,簡單來說便是無章法可循,因此有很多企業(yè)不斷對自身產(chǎn)業(yè)鏈和庫存重新做評估,以快速適應市場變化。”郭明表示。“可惜人算不如天算,特朗普的打法并沒有章法可言,大部分的公司的運營策略都被打亂和影響。”
仍然是以汽車芯片為例,目前其并不需要用到10nm以下的先進制程,大部分車用MCU等芯片采用28nm甚至45nm以上的制程均可,它更講求的是可靠性。傳統(tǒng)汽車廠商采購芯片均非常集中,主要在恩智浦、瑞薩等幾大車用芯片大廠,而當美國利用國家力量等人為因素去打破以往30年自由經(jīng)濟體系下所形成的全球供應鏈平衡,這顯然是人禍,而這場人禍可能還要持續(xù)一段很長的時間。
打造有“韌性”的供應鏈
4月初,美國半導體行業(yè)協(xié)會(SIA)和波士頓咨詢機構(BCG)聯(lián)合發(fā)布了《強化不確定時代下的全球半導體供應鏈報告》。報告指出,按照目前的全球半導體產(chǎn)品類別和流程細分,美國在芯片設計前端的EDA工具和關鍵設備方面有巨大優(yōu)勢,如果把芯片類型粗劃分為邏輯芯片、DAO(模擬芯片,分立器件和光學元器件)、存儲芯片來看的話,需要先進制程和超大規(guī)模團隊的邏輯芯片產(chǎn)業(yè),美國依然處于絕對領先地位。
BCG(波士頓顧問公司)董事總經(jīng)理暨全球合伙人、全球半導體業(yè)務負責人徐瑞廷表示:“過去30年,通過全球半導體產(chǎn)業(yè)鏈努力,用最低成本和最優(yōu)效率的方式構建出供應鏈,令我們可以用便宜的價格用到高性能的芯片。”
“不過隨著地緣政治的緊張和疫情的影響,導致大家重新思考供應鏈是應該實現(xiàn)最佳成本和效率還是要確保安全和具有韌性。”徐瑞廷指出。
目前美國方面已經(jīng)有聲音顯示出要打造端到端的一整套自給自足的半導體供應鏈體系,假如技術上的障礙能突破,假如把目前的全球半導體分工體系打碎,按照區(qū)域性的半導體消費量建立一個“自產(chǎn)自足”的模型,全球半導體總的資本支出將多出高達一萬億美元,半導體元器件的價格會在目前的基礎上漲35%-65%。
芯片的成本增加顯然是會傳導到終端消費產(chǎn)品的價格提升,沖擊將會十分巨大。“不過隨著全球沖突的加劇,企業(yè)更多在思考不能完全從成本角度去構建供應鏈,而是需要更多去分散供應鏈的風險,打造自身供應鏈的抗壓能力。”郭明表示。
目前美國方面擁有半導體上層生態(tài)的技術霸權,而中國方面擁有市場優(yōu)勢,大部分企業(yè)都并不愿意選“邊”站,不但想發(fā)展中國市場,而且也必須要遷就美國方面的技術限制。
“從政治角度來看,打造供應鏈的韌性并不容易。原因在于目前并沒有一個標準出來,也就是說政治人物并沒有一個明確的界定,哪些技術可以用,哪些禁止。”郭明指出。“以往利用《瓦森納協(xié)議》能夠很好把軍用和民用區(qū)隔,可是目前對于技術的判定是軍用還是民用,并不清晰,大部分都是美國方面的定義。”
分散制造據(jù)點,加強安全
徐瑞廷表示,全球半導體供應鏈至少有超過50個產(chǎn)業(yè)活動,是由單一區(qū)域供應全球65%以上市場,存在單點失效導致全部失效的潛在風險。
東亞地區(qū)擁有10nm以下100%的產(chǎn)能,以中國臺灣為例,該地區(qū)占了全球40%的邏輯芯片產(chǎn)能,10nm以下的先進制程產(chǎn)能甚至達到90%。倘若臺灣地區(qū)晶圓代工市場因天災等因素出貨中斷,臺灣地區(qū)的半導體廠商將損失400億美元,進而傳導到下游后,全球終端市場的損失將高達4900億美元,有12倍的倍數(shù)增加。
徐瑞廷建議全球半導體產(chǎn)業(yè)鏈的塑造應同時兼顧效率與韌性,可考慮打造最低可行產(chǎn)能,分散關鍵材料的供應商和工廠地點。此外,對于通過大規(guī)模的國家產(chǎn)業(yè)政策完全實現(xiàn)自給自足,徐瑞廷認為這些政府的成本將會非常高,不應完全封閉,需要平衡考量。
拋開政治思維,徐瑞廷總結了國家構建半導體產(chǎn)業(yè)能用的三個武器:第一顯然是資金補貼。他舉例,美國半導體制造與中國臺灣地區(qū)存在著大約30%的成本差,如果美國政府不能夠補貼,那么企業(yè)層面便不會有很強烈的建廠一員。
第二便是人才。徐瑞廷指出過去十年全球理工科學生只有4.5%的比例增長,這遠遠是跟不上半導體本身行業(yè)的發(fā)展,甚至AI和一眾互聯(lián)網(wǎng)公司也在搶人,這更令人才供給不足。
第三是基礎研究。研究里面分為基礎研究和應用研究,一般企業(yè)方面不會去做基礎研究,因為這不符合投入產(chǎn)出比,所以全球大部分的基礎研究都需要政府方面推動,包括材料或者一些前沿的技術。
對于企業(yè)來說,政府通過資金補貼或者稅收政策來促進他們發(fā)展,它們是樂于接受的。不過對于競爭力強的企業(yè)來說,實際它們希望政府更少干預,原因在于半導體的原始資本投入是十分巨大的,如果因為政府干預導致他們只能限于某幾個國家地區(qū)生產(chǎn),或者生產(chǎn)的產(chǎn)品只能銷往某些國家,這必然會導致其成本增加,獲利減少。
波士頓顧問公司指出,全球半導體供應鏈高度分工,使得產(chǎn)業(yè)能夠持續(xù)在科技上創(chuàng)新,創(chuàng)造龐大的經(jīng)濟價值,受惠消費者??墒请S著地緣政治沖突的升高,各國決策者和企業(yè)需考慮有針對性的政策措施,包括分散半導體制造業(yè)據(jù)點,降低供應鏈的風險,以應對未來十年的科技創(chuàng)新。
在目前國際大環(huán)境下,供應鏈的韌性已經(jīng)被提上重要的位置,除了分散風險和從成本和安全方面做平衡外,還可以實現(xiàn)對供應鏈的透視。
以豐田汽車為例,這次缺芯對豐田汽車的影響是比較小的,原因在于豐田早在日本福島311地震后便加強了供應鏈的管控和透視。具體說來便是豐田真正去盤點其冗長供應鏈的可視性,以往車廠或者主機廠只會看到其Tier 1的部分,在此上游其并不關心。
可是豐田會對供應鏈做徹底的盤點,例如其會對多個品類的零部件或者模塊多供應鏈以上10層甚至更多的打通,這意味著當上游某部分可能因地震等天災人禍而產(chǎn)生影響的時候,豐田能夠馬上知曉并快速作出應對。